Модель атмосферы оптическая

ОПТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ АТМОСФЕРЫ Том 3 [c.2]

Изучение закономерностей взаимодействия электромагнитных волн оптического диапазона с атмосферой как поглош.ающей, рассеивающей и случайно-неоднородной средой достигло сегодня такого уровня, при котором стало возможным получение надежных количественных данных о поглощении и рассеянии солнечного и любого другого оптического излучения для данной реальной физической модели атмосферы с высоким пространственно-временным разрешением и с учетом атмосферной турбулентности, Другими словами, в настоящее время достигнут существенный прогресс в решении прямых задач проблемы распространения электромагнитных волн оптического диапазона в атмосфере. Одновременно значительно продвинуто и решение соответствующих обратных задач, являющихся основой современных достаточно развитых дистанционных методов оптического зондирования атмосферы (как пассивных, так и активных). [c.5]

В монографиях предлагаемой серии будет дано описание земной атмосферы как физической газовой среды, будут рассмотрены закономерности, связанные с атмосферой как дисперсной средой и описаны новые оптические модели атмосферы изложены проблемы спектроскопии атмосферы, оптики атмосферного аэро- [c.5]

Очевидно, что для практического решения многочисленных задач, связанных с проблемой поглощения радиации атмосферными газами, необходимо создание статистически обеспеченных моделей атмосферы, которые позволили бы адекватно описать соответствующие эффекты в глобальном масштабе и до максимально возможных высот. Такие модели могут использоваться не только в задачах, связанных с численным переносом оптического излучения в атмосфере, но и в ряде других областей науки. [c.161]

Монография посвящена последовательному изложению проблемы построения оптической модели атмосферы на основе привлечения статистически обеспеченных данных о ее составе. Анализ проблемы приведен как для дисперсных сред (дымки, облака, туманы, осадки) с учетом характерных особенностей их микрофизической структуры (концентрации, спектра размеров частиц, коэффициентов преломления материала), так и газовых компонент атмосферы на основе современных представлений о их высотных вариациях в атмосфере. [c.4]

ОПТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ АТМОСФЕРЫ [c.4]

Специфические особенности явления молекулярного поглоще-ния оптического излучения газовой атмосферой, связанные прежде всего с резко выраженной спектральной селективностью коэффициентов поглощения, обусловливают высокие требования к проблеме создания соответствующих надежных оптических моделей атмосферы, естественно зависящие от тех задач, для которых эти модели создаются. [c.208]

Таким образом, для колебательно-вращательных переходов молекул атмосферных газов, особенно обладающих дипольным моментом, явление сдвига должно учитываться при построении оптических моделей атмосферы. Актуальность скорейшего накопления количественной информации по сдвигам линий для основных поглощающих молекул атмосферы весьма велика. [c.217]

В настоящее время уже получены результаты численных расчетов для ряда моделей атмосферы [10, 11, 31]. На рис. 6.20 по данным [31] приведено распределение интенсивности в наблюдаемых из космоса полосах различной ширины при начальном контрасте 0,4. Оптическая модель атмосферы была задана по [15]. Как видно из рисунка, результаты расчета оказываются различными в зависимости от того, учитываются (сплошные кривые) или не учитываются (штриховые кривые) фазовые сдвиги наблюдаемых объектов за счет рассеяния в атмосфере. При определенных условиях наблюдения, как показывают расчеты, фазовые сдвиги [c.207]

Простейшую модель переноса оптического излучения в турбулентной атмосфере можно представить как прохождение светового потока через бесконечное множество прозрачных линзоподобных образований разной оптической силы и размеров, не имеющих четких границ и хаотически движущихся друг относительно друга при общем направленном движении всей совокупности за счет ветрового переноса. В результате световой поток в плоскости приема будет иметь случайное распределение интенсивности и фотоприемник будет регистрировать сигнал в виде реализации случайной функции времени с параметрами, зависящими также от размеров и типа оптической системы (антенны). Соответственно результаты экспериментальных исследований характеристик оптических волн, распространяющихся в атмосфере, получаемые даже в одинаковых условиях, могут быть состоятельны и сопоставимы между собой лишь в том случае, если они статистически обеспечены и корректно обработаны методами математической статистики. [c.10]

Если речь идет об интегральном уравнении (3.79), то необходимо прежде всего указать способ достоверного задания его ядра /С(/,/i), определенного в области [L X, где =[0, max] и Н=[Ни Я2]. Как следует из выражения (3.75), для этого требуется априорное задание профилей т(г) и Du (г, О), т. е. знание основных оптических характеристик рассеивающей компоненты атмосферы. Навряд ли это можно осуществить на основе так называемых оптических моделей атмосферы, поэтому единственная приемлемая альтернатива состоит в осуществлении комплекса оптических измерений, который бы обеспечил требуемый для решения поставленной задачи объем исходной оптической информации. Подобный подход вновь приходит к идее оптического мониторинга в том смысле, как он понимался выше. Правда, теперь нас в большей степени должно интересовать сочетание наземного многочастотного лидара и спектрального радиометра на орбитальной станции, поскольку обратная задача (3.79) в большей мере связана с рассеянием солнечной радиации в тропосфере. Разумеется, это не исключает, как и ранее, использования только бортовой аппаратуры, состоящей из лидара и спектрального радиометра. Просто оперативную оценку оптических характеристик тропосферы более надежно можно осуществить системами наземного лазерного зондирования. [c.212]

Нетрудно заметить, что изложение теории аппроксимации характеристик светорассеяния дисперсными средами по существу носило качественный (расчетный) характер. Не предпринималось каких-либо попыток дать оценку ошибок аппроксимации аналитическими средствами. В значительной степени это обусловливалось тем обстоятельством, что у нас отсутствует надлежащий аналитический аппарат для решения подобных задач. Вместе с тем независимо от метода обратной задачи и его приложений существует настоятельная необходимость в оценке ошибок интерполяции модельных характеристик светорассеяния атмосферным аэрозолем. Так, например, в последнее время публикуется достаточно много табличного материала по оптическим моделям атмосферы и при этом не делается никаких попыток оценить его разумный объем. Иными словами, выбор шага дискретизации при составлении таблиц никоим образом не обосновывается. В пределах настоящего раздела мы изложим основы прикладного анализа спектральных характеристик светорассеяния дисперсными средами и дадим его возможные приложения в атмосферно-оптических исследованиях. [c.242]

Для корректной оценки пропускания лазерного излучения атмосферой необходимо иметь информацию о физических и оптических моделях атмосферы, исходную информацию, на основе которой они создаются, а также соответствующие алгоритмы расчета с пакетами прикладных программ. [c.36]

Описанные выше физические и оптические модели атмосферы, а также автоматизированные системы параметров спектральных линий поглощения атмосферных газов позволяют рассчитывать пропускание атмосферы практически для любых длин волн, метеорологических ситуаций и геометрий распространения лазерного излучения. [c.39]

В настоящее время для оценки условий распространения лазерных излучений разработаны различные типы оптических моделей атмосферы. Для практических значений удобны модели нормальной молекулярной атмосферы и аэрозольные модели. Нормальная молекулярная атмосфера состоит из сухого воздуха (в основном Ог, СОг, СН4, Н О, СО) и водяного пара. [c.59]

Аэрозольные атмосферы отличаются большим многообразием. В цитируемой работе даны оптические параметры моделей атмосферы и сравнительная оценка некоторых из них. Отмечается, что они приемлемы для описания долгосрочных средних условий, обращение к ним в конкретной кратковременной обстановке может привести к неправильным результатам. [c.60]

Математическое описание лазерного локационного сигнала требует учета большого числа разнообразных физических явлений, сопровождающих его генерацию, прохождение через формирующий оптический тракт, распространение в атмосфере, его рассеяние на наблюдаемом объекте и, наконец, регистрацию принимаемого светового излучения. Большинство из этих физических явлений имеет флуктуационный характер, что приводит к необходимости сформулировать адекватную статистическую модель лазерного локационного сигнала. Однако, если попытаться все возможные эффекты учесть в этой модели, то она оказывается чрезвычайно громоздкой и неудобной при проведении необходимых математических исследований как для синтеза оптимальных лазерных локационных систем, так и для анализа их эффективности. [c.7]

Одно из важных приложений теории турбулентности многокомпонентных сред связано с моделированием динамических свойств средней атмосферы. При этом, в качестве исходных, используются различные данные измерений, в том числе данные, получаемые по результатам зондирования атмосферы в диапазонах оптических и радиоволн. Все более важную роль приобретают методы регулярного космического мониторинга, в связи с чем возрастает значимость разработки соответствующих физико-математических моделей, служащих целям аккуратной оперативной дешифровки измерительной информации в реальном масштабе времени. [c.274]

Первый том указанной серии Статистические модели температуры и газовых компонент атмосферы посвящен последовательному изложению основных результатов многолетних исследований по проблеме физико-статистического анализа и моделирования высотного распределения температуры и газового состава атмосферы. При этом основное внимание уделено таким оптически активным газовым составляющим атмосферы, как водяной пар и озон. Подробно обсуждены также современные данные о высотном распределении и других оптически активных газов (СО2, СО, СН4, N20, N02, N0) и проведено их статистическое обобщение. [c.6]

В работе [36] предложена модель атмосферы, серой в среднем (ССА). Согласно этой модели все участки спектра имеют единое распределение р а), единое значеш1е ж, следовательно, одинадсовый Ход оптической глубины п = т. Значения и поэтому //, конечно, все равно различаются, но их можно просуммировать по всем [c.207]

В томе 2 Оптические модели атмосферы подведены основные итоги многолетних исследований авторов по разработке аэрозольных моделей на основе оригинального подхода к проблеме. Главная идея этого подхода состоит, во-первых, в обстоятельном анализе наиболее представительных серий измерений микрофизи-ческих параметров аэрозолей (концентрация, спектры размеров, комплексный показатель преломления частиц), выполненных как сотрудниками Института оптики атмосферы СО АН СССР, так и другими исследователями с целью разработки статистических микрофизических аэрозольных моделей во-вторых, в создании на основе последних с использованием теории Ми соответствующих оптических аэрозольных моделей и сравнении их с данными не-лосредственных измерений оптических характеристик аэрозолей (коэффициенты ослабления, рассеяния, индикатрисы рассеяния и другие компоненты матрицы рассеяния). Таким образом, созданные авторами и описанные в этой монографии аэрозольные модели построены без использования каких-либо априорных предположений и, следовательно, являются реалистическими, а не оценочными. [c.6]

Y ( 0 — частота центра линии поглощения, Vл — частота ЛИ) также важен учет сдвига центра линии поглощения давлением. Однако при решении задач атмосферного распространения, построении оптических моделей атмосферы,, оценках погрешностей спектроскопических методов зондирования газового состава этим фактором, как правило, пренебрегали. Причиной этого является недостаток информации о значениях коэффициентов сдвига центров колебательно-вращательных линий молекул атмосферных газов. В [9] приведены результаты измерения коэффициента самосдвига для линии азН (О, 0) полосы V2 аммиака, который втрое меньше коэффициента самоуширения для той же линии и равен (0,10 0,003) см атм Коэффициент сдвига центра линии СН4 3,39 мкм давлением воздуха составляет величину на порядок меньше [2]. Лишь недавно, в описанных в предыдущей главе экспериментах, выполненных на внутрирезонаторном и оптико-акустическом [39] спектрометрах, были измерены коэффициенты сдвига центров линий основного поглощающего газа атмосферы— паров Н2О — в видимом и ближнем ИК-диапазоне спектра давлением воздуха. В [39] сделаны оценки систематических погрешностей, возникающих при решении обратной задачи дистанционного зондирования газового состава и расчетах атмосферного пропускания, обусловленные неучетом этого эффекта. Кратко остановимся на этом вопросе. [c.198]

Слой пространства изменяет амплитуду и фазу волн и, следовательно, существенно влияет на изображение, которое строится оптической системой ОЭП. Поэтому для построения модели обобщенного ОЭП необходимо учесть свойства срещл со случайным распределением коэффициентов пропускания и преломления. Характериотики таких распределений для практически важных сред, например дл1 атмосферы, определяются полуэм-пирическими зависимостями. При модельном представлении слоя пространства используют выражение дл совместной передаточной функции слоя пространства и оптической сист мы [ 4] [c.56]

К оптическим каналам подобного типа относится, например, канал, трасса которого проходит в турбулентной атмосфере. В таком каиале могут существенно искажаться исходные статистические распределения сигнала и смеои сигнала с шумом. Можно теоретически найти статистические распределения излучения, прошедшего турбулентную среду, однако эта задача является весьма трудое.мкой и в настоящее время полностью еще не решена. Ясно, что в таких условиях канал можно считать каналом с неизвестными статистическими распределениями. Кроме того, параметры канала. могут изменяться во времени тогда в общем случае канал следует считать нестационарным. Наконец, в случае постановки искусственных помех, статистика поме.хи обычно неизвестна на приемной стороне. К этому необходимо добавить еще то о.бстоятельство, что U ряде применений ОКГ реальные статистические распределения могут существенно отличаться от теоретических моделей, которые были приняты проектировщиками за основу. Таким образом, случаи иеизвестных статистических распределений в оптических каналах вполне реальны. [c.105]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...